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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
des Drehmoments einer Antriebseinheit gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
der
AT 335800 B ist
eine Regeleinrichtung für
das Drehmoment einer Brennkraftmaschine mit einem mit der Brennkraftmschine
verbundenen Istwert-Signalgenerator,
einem Sollwert-Signalgenerator, dessen elektrisches Ausgangssignal
entsprechend einem eine Führungsgröße darstellenden,
gewünschten
Drehmoment einstellbar ist, einer Vergleichseinrichtung für die elektrischen
Ausgangssignale des Istwert- und Sollwert-Signalgenerators, deren
Ausgang mit einer Steuereinrichtung zur Veränderung des Drehmomentes in
Abhängigkeit
von der Regelabweichung verbunden ist, bekannt. Die Führungsgröße ist vom
Ausgang einer weiteren Vergleichsschaltung abgenommen, an welche
eingangsseitig ein dritter Signalgenerator, dessen Ausgangssignal
in funktionellem Zusammenhang mit einem Leistungskennzeichen der
Brennkraftmaschine, wie der Abgastemperatur oder der Umgebungslufttemperatur
der Brennkraftmaschine, steht, und ein Einstellkreis zum willkürlichen
Einstellen eines gewünschten Drehmoments
angeschlossen sind. Die weitere Vergleichsschaltung ist für die Abgabe
des dem niedrigeren Drehmomentwert entsprechenden Signals eingerichtet.
Eine bei Ausfall des Leistungskennzeichensignals das Drehmoment
auf einen zulässigen
Wert herabsetzende Begrenzerschaltung ist vorgesehen.
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Aus
der
DE 197 39 564
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs bekannt, wobei auf der Basis des
Fahrerwunsches ein Sollmomentenwert oder ein Sollleistungswert gebildet
wird, der zur Steuerung der Antriebseinheit dient. Dabei wird ein
maximal zulässiges
Moment oder eine maximal zulässige
Leistung bestimmt. Der Sollwert wird auf den maximal zulässigen Wert
begrenzt, wenn er den maximal zulässigen Wert überschreitet.
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Ein
derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 196 19 320 A1 bekannt. Dort
wird ein Motorsteuerungssystem vorgestellt, bei welchem auf der
Basis der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements ein
Sollwert für
ein Drehmoment der Antriebseinheit bestimmt wird. Dieser Solldrehmomentenwert
wird dann gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Momentensollwerte
in einen Sollwert für
die Füllungssteuerung
einer Brennkraftmaschine, d. h. für die Steuerung der pro Hub
angesaugten Frischluftmasse umgesetzt. Dieser Sollmomentenwert wird
dann wenigstens unter Berücksichtigung
der Motordrehzahl in einen Sollwert für die Füllung umgesetzt, der wiederum
unter Berücksichtigung
der Istfüllung
sowie der physikalischen Zusammenhänge im Saugrohr in einen Sollwert
für die
Stellung einer die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden
Drosselklappe umgerechnet wird. Dieser Sollwert wird dann im Rahmen
eines Lageregelkreises eingeregelt. Auf diese Weise wird das über die
Füllung
eingestellte Drehmoment dem vorgegebenen Solldrehmomentenwert angenähert.
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Dieses
Motorsteuerungssystem beeinflußt auf
elektrischem Wege das Drehmoment bzw. die Leistung einer Antriebseinheit,
so daß ein
besonders Augenmerk auf die Betriebssicherheit dieses Steuerungssystems
zu legen ist. In der
DE
195 36 038 A1 wird daher wenigstens auf der Basis des Fahrerwunsches
ein maximal zulässiges
Drehmoment der Brennkraftmaschine ermittelt, das berechnete Istdrehmoment
der Brennkraftmaschine mit diesem maximal zulässigen Drehmoment verglichen
und Fehlerreaktionsmaßnahmen
eingeleitet, wenn das Istdrehmoment das maximal zulässige Drehmoment übersteigt.
Bei einer Realisierung dieser Vorgehensweise kann es vorkommen,
daß das
maximal zulässige
Drehmoment aus einer ”worst
case”-Betrachtung
resultiert und daher alle vorhandenen Toleranzen berücksichtigt,
damit keine unerwünschte
Fehlerreaktion, die in der Regel in einer Abschaltung der Kraftstoffzufuhr
zur Brennkraftmaschine besteht, erfolgt. Dies führt dazu, daß es bei
schlafenden Fehlern im Steuersystem, zum Beispiel bei einem defekten Umgebungsdrucksensor
mit einem Sensorsignal im plausiblen Bereich, zu einer Verfälschung
der Füllungssteuerung
kommen kann. Im Extremfall kann sich eine gegenüber dem Fahrerwunsch erhöhte Füllung und
somit ein erhöhtes
Drehmoment ergeben, was letztendlich ebenfalls über den beschriebenen Momentenvergleich
zu einer Fehlerreaktion führen kann.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein unerwünschtes Ansprechen der Fehlerreaktionsmaßnahmen
zu vermeiden und dennoch die Betriebssicherheit des Motorsteuerungssystems
sicherzustellen.
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Dies
wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Vorteile der Erfindung
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Es
wird ein Momentenbegrenzungsregler eingeführt, welcher in vorteilhafter
Weise die Füllung der
Brennkraftmaschine begrenzt, wenn das Ist-Drehmoment das maximal
zulässige
Drehmoment überschreitet.
Somit wird sichergestellt, daß die Fehlerreaktionsmaßnahme nur
dann eingreifen muß, wenn
die Begrenzung der Füllung
der Brennkraftmaschine nicht zu einer Reduzierung des Ist-Drehmoments
führt,
d. h. wenn tatsächlich
ein grober Fehler vorliegt.
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Besonders
vorteilhaft ist, daß die
Begrenzung dadurch realisiert ist, daß der Füllungssollwert auf der Basis
der Differenz zwischen dem maximal zulässigen Drehmoment und dem berechneten Ist-Drehmoment
begrenzt wird. Dadurch wird der gesamte Füllungseingriff begrenzt. Dies
ist besonders vorteilhaft bei Turbomotoren, bei denen die Ladedruckregelung
ebenfalls einen Füllungseingriff
bewirkt.
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Besonders
vorteilhaft ist, daß bei
Motoren mit Turboladern im Ladedruckregelbereich bei hoher Füllung zum
Absenken auf das zulässige
Drehmoment zuerst eine Ladedruckabsenkung vorgenommen wird.
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Ferner
ist vorteilhaft, daß Toleranzen
bei der Berechnung des Solldrosselklappenwinkels aus dem Sollfüllungswert
kompensiert werden, da der Sollfüllungswert
so lange verringert wird, bis das berechnete Istmoment auf das maximal
zulässige
Moment abgesunken ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ergänzend oder alternativ das maximal
zulässige
Drehmoment abhängig
von der Differenz zwischen dem von einem Luftmassenmesser gemessenen
Luftmassenstrom und einem auf der Basis der Drosselklappenstellung
berechneten Luftmassenstrom korrigiert und das Solldrehmoment für die Füllung auf
diesen korrigierten Maximalwert begrenzt. Auch dies hat den Vorteil,
daß ein
unerwünschtes
Ansprechen der Sicherheitskraftstoffabschaltung vermieden wird.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw.
aus den abhängigen
Patentansprüchen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. 1 zeigt
ein Blockschaltbild eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine.
In 2 ist anhand eines Ablaufdiagramms der Momentenbegrenzungsregler
zur Begrenzung der Sollfüllung
skizziert. In 3 schließlich ist die Alternative oder
ergänzende
Vorgehensweise anhand eines Ablaufdiagramms dargestellt, nach der
eine Begrenzung des Sollmomentenwerts für die Füllung abhängig von der Differenz zwischen
einem von einem Luftmassenmesser gemessenen Luftmassenstrom und einem
auf der Basis des Drosselklappenwinkels gemessenen Luftmassenstroms
stattfindet.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
eine elektronische Steuereinheit 10, die wenigstens über eine
Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14 und
eine Ausgangsschaltung 16 verfügt. Eingangsschaltung, Mikrocomputer
und Ausgangsschaltung sind über
ein Kommunikationssystem 18 zum gegenseitigen Datenaustausch
miteinander verbunden. Der Eingangsschaltung 12 werden
die folgenden Eingangsleitungen zugeführt. Eine Eingangsleitung 20 von
einer Messeinrichtung 22 zur Erfassung der Fahrpedalstellung
wped, eine Eingangsleitung 24 von einer Meßeinrichtung 26 zur
Erfassung der Drosselklappenstellung wdk, eine Eingangsleitung 28 von
einer Meßeinrichtung 30 zur
Erfassung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse hfm, eine Eingangsleitung 32 von
einer Meßeinrichtung 34 zur
Erfassung der Motordrehzahl nmot und Eingangsleitungen 36 bis 40 von
Meßeinrichtungen 42 bis 46 zur
Erfassung weiterer Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs, die zur Durchführung der Motorsteuerung
benötigt
werden, wie beispielsweise Ansauglufttemperatur, Umgebungsdruck,
etc.. Über die
Ausgangsschaltung 16 steuert die elektronische Steuereinheit 10 Leistungsparameter
der Brennkraftmaschine. So wird die Füllung der Brennkraftmaschine
durch Beeinflussung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine über eine
Drosselklappe 48 gesteuert. Ferner wird in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Zündzeitpunkt
eingestellt (50), die Kraftstoffzumessung beeinflußt (52),
und/oder ein Turbolader (54) gesteuert.
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Die
prinzipielle Funktionsweise der Motorsteuerung, die von der Steuereinheit 10 ausgeführt wird,
ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Wenigstens
auf der Basis der Fahrpedalstellung wped wird ein Sollwert für ein Drehmoment
der Brennkraftmaschine ermittelt, welches dem Fahrerwunsch entspricht.
Dieses wird gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Sollmomente von
externen und internen Funktionen wie Antriebsschlupfregelung, Drehzahlbegrenzung,
Geschwindigkeitsbegrenzung, etc. in einen Momentensollwert für die Füllung und
einen Momentensollwert für
den kurbelwellensynchronen Pfad, über den Zündzeitpunkt und Kraftstoffzumessung
einstellbar sind, umgewandelt. Der Momentensollwert für die Füllung wird
dann wenigstens unter Berücksichtigung
der Motordrehzahl in entsprechenden Kennfeldern, Tabellen oder Berechnungsschritten
in einen Sollwert für
die Füllung,
d. h. für
die relative Luftfüllung
pro Zylinderhub, normiert auf eine maximal mögliche Zylinderfüllung, umgesetzt.
Abhängig
von diesem Sollfüllungswert
werden unter Berücksichtigung
der physikalischen Zusammenhänge
im Saugrohr zum einen ein Solldrosselklappenstellungswert, zum anderen bei
einem Turbomotor ein Solladedruckwert bestimmt. Diese Sollwerte
werden dann durch entsprechende Regelkreise eingestellt. Handelt
es sich bei der Brennkraftmaschine nicht um einen Turbomotor, wird
auf die Bildung des Solladedruckwerts selbstverständlich verzichtet.
Auf diese Weise wird das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf den
vom Fahrer aufgrund der Fahrpedalstellung gewünschten Solldrehmomentenwert
eingestellt. Daneben wird von der Steuereinheit 10 der
eingangs skizzierte Momentenvergleich durchgeführt, wobei im Fehlerfall eine
Fehlerreaktionsmaßnahme,
insbesondere zur Kraftstoffabschaltung, eingeleitet wird.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Momentenbegrenzungsreglers,
welcher den Sollfüllungswert
begrenzt, wenn das Ist-Drehmoment der Brennkraftmaschine ein maximal
zulässiges
Drehmoment überschreitet.
Die Darstellung als Ablaufdiagramm wurde wie auch bei der nachfolgenden 3 aus Übersichtlichkeitsgründen gewählt. Die
Realisierung des bevorzugten Ausführungsbeispiels erfolgt als
Programm des Mikrocomputers 14. Dabei stellen die in 2 und
in 3 dargestellten einzelnen Elemente Programmteile
oder Programmschritte dar.
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2 zeigt
ein erstes Kennfeld 100, welchem die Fahrpedalstellung
wped und die Motordrehzahl nmot zugeführt ist. Abhängig von
diesen Eingangsgrößen wird
im Kennfeld 100 ein Sollwert für das vom Fahrer über das
Pedal vorgegebene Drehmoment miped ausgelesen. In einem Block 130 werden
die temperaturabhängigen
und sonstigen Verlustmomente (z. B. Kompressor etc.) berechnet. Dieser
liefert mit dem Korrekturwert des Leerlaufreglers das Deltamoment
dmllr der Leerlaufregelung. Im Block 131 wird dmllr zu
miped addiert, bezüglich
Dynamik und ggf. anderen Kriterien korrigiert. Man erhält so das
Sollmoment misol. Ferner ist ein zweites Kennfeld 104 vorgesehen,
in welchem ebenfalls abhängig
von Motordrehzahl nmot und Fahrpedalstellung wped ein maximal zulässiges Drehmoment
mizul abgelegt ist. Dieses unter Berücksichtigung aller Toleranzen
vorgegebene maximal zulässige
Drehmoment mizul wird zur Begrenzung des Sollmomentenwerts in 102 und
zum nicht dargestellten Momentenvergleich verwendet. Der Block 102 liefert
somit u. a. als Ausgangssignal das begrenzte Luftmoment misolb-l. Überschreitet
das Sollmoment misol das maximal zulässige Moment mizul, so wird
als begrenzter Sollmomentenwert für die Füllung misolb-l das maximal
zulässige
Drehmoment mizul ausgegeben.
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Der
begrenzte Sollmomentenwert misolb_l für die Füllung wird in 106 wenigstens
unter Berücksichtigung
der Motordrehzahl nmot in einen Sollwert rlsol für die relative Füllung pro
Hub der Brennkraftmaschine umgesetzt. Dieser Füllungssollwert wird dann in 108 unter
Berücksichtigung
der physikalischen Gegebenheiten im Saugrohr, wie beispielsweise
Ansauglufttemperatur, Druckverhältnis über der Drosselklappe,
etc. (inverses Saugrohrmodell) in einen Solldrosselklappenwinkel
wdksol umgesetzt, welcher letztendlich im Rahmen eines Lageregelkreises
unter Verstellen der Drosselklappe eingestellt wird.
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In
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Momentenbegrenzungsregler
eingeführt,
der die Drosselklappe schließt,
wenn das berechnete Istmoment größer ist
als der gegebenenfalls durch das maximal zulässige Drehmoment begrenzte
Momentensollwert für
die Füllung.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist dies dadurch realisiert, daß die
Differenz zwischen Momenten-Istwert und dem Momenten-Sollwert auf einen
Regler geführt
wird, der wenigstens Integralverhalten, bevorzugt Proportional-
und Integralverhalten aufweist. Dessen Ausgang ist auf negative
Korrekturwerte begrenzt, er erzeugt daher nur dann ein von Null
verschiedenes Ausgangssignal, wenn der berechnete Istwert größer als
der gegebenenfalls begrenzte Sollwert ist. Dieser Korrekturwert,
der immer negativ oder Null ist, wird auf den Füllungssollwert rlsol aufgeschaltet
(addiert) und realisiert auf diese Weise die Begrenzung der Füllung durch
Schließen
der Drosselklappe, so lange, bis der berechnete Istwert wieder unter
den Sollwert fällt.
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Da
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Füllungssollwert
nicht nur zur Bildung des Drosselklappenstellungssollwertes dient,
sondern auch zum Einstellen des Ladedrucks, wird in vorteilhafter
Weise bei einer Reduzierung des Füllungssollwerts zuerst eine
Ladedruckabsenkung bis zu einem bestimmten Wert durchgeführt, bevor
ein Eingriff in die Drosselklappenstellung erfolgt.
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Da
der Füllungssollwert
so lange verringert wird, bis das Istmoment auf das zulässige Moment abgesunken
ist, werden Toleranzen im inversen Saugrohrmodell 108 bei
der Berechnung des Drosselklappensollwertes aus dem Füllungssollwert
oder Toleranzen einer Ladedruckregelung, die zu einer Abweichung
des Füllungsistwerts
vom Sollwert führen,
kompensiert.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
wird nicht der gegebenenfalls begrenzte Sollwert für das Moment über Füllung im
Vergleich mit dem Momenten-Istwert herangezogen, sondern das maximal
zulässige
Drehmoment mizul selbst oder es wird ein Vergleich zwischen dem
Sollwert für
die Füllung rl-Soll
und dem Istwert für
die Füllung
rl-Ist durchgeführt
und auf diese Art der Begrenzungsregler realisiert. Darüber hinaus
wird in anderen Fällen
nicht eine Absenkung des Füllungssollwertes,
sondern eine Absenkung des Drosselklappenstellungssollwertes, des
Sollmoments misol_l oder des Pedalmoments miped herbeigeführt.
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Durch
die in 2 beschriebene Vorgehensweise werden also alle
Toleranzen im System, die zu einem vergrößerten Istmoment und dadurch
gegebenenfalls zu einer unerwünschten
Kraftstoffabschaltung führen
könnten,
ausgeregelt. Die Momentenüberwachung
kann auch bei einem mit einem Lader ausgestatteten Motor bei aktiver
Ladedruckregelung aktiv bleiben, da bei einer Überhöhung der Füllung und somit des Istmoments
die Füllung
reduziert, insbesondere zuerst der Ladedruck abgesenkt und dann
die Drosselklappe durch die angegebene Vorgehensweise geschlossen
wird. Ferner wird die Applikation vereinfacht, da nur im Dauerlauf
beobachtet werden muß,
in welchen Drehzahl-Füllungsbereichen
der Begrenzungsregler aktiv ist. Daraus läßt sich ableiten, daß die Momentenbegrenzung
in einem solchen Betriebspunkt um den zugehörigen Stellhub des Begrenzungsreglers
angehoben werden muß.
Auf diese Weise wird die Applikation des Kennfeldes für das maximal
zulässige
Drehmoment erheblich vereinfacht.
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In
der konkreten bevorzugten Ausführungsform
wird durch ein Saugrohrmodell 110 wenigstens in Abhängigkeit
der Motordrehzahl nmot und der gemessenen Luftmasse mshfm ein Füllungsistwert
rlist gebildet. Dieser Füllungsistwert
beschreibt die relative Zylinderfüllung mit Frischgas pro Hub
und ist bezogen auf die maximal mögliche Zylinderfüllung. Dieser
Wert dient zur Bildung des Istmomentenwerts miist in 112.
Bei der Bestimmung des Istmomentenwertes miist aus dem Füllungsistwert
rlist wird die aktuelle Einstellung der Brennkraftmaschine, zum
Beispiel der aktuell eingestellte Zündwinkel ZW bzw. die aktuell
eingestellte Gemischzusammensetzung und/oder die Anzahl der aktuell
abgeschalteten Zylinder sowie die Motordrehzahl berücksichtigt.
Die prinzipielle Vorgehensweise ist aus dem eingehend genannten Stand der
Technik bekannt. Der Istmomentenwert miist wird in der Vergleichsstelle 114 mit
dem ggf. begrenzten Sollmomentenwert misolb_l für die Füllung verglichen, wobei der
Istmomentenwert von diesem Sollwert subtrahiert wird. Die Differenz
dmifa wird auf den Regler 116 geführt, der wenigstens einen Integralanteil,
vorzugsweise ergänzend
einen Proportionalanteil, aufweist. In Abhängigkeit von der Differenz bildet
der Regler 116 nach Maßgabe
seiner Reglerformel ein Ausgangssignal, welches in 118 auf
negative Werte begrenzt wird. Dies bedeutet, daß aus 118 entweder
negative Werte oder der Wert Null ausgegeben wird. Ein negativer
Wert bedeutet, daß das
Istmoment miist größer als
das ggf. begrenzte Sollmoment misolb_l ist. Die auf negative Werte
begrenzte Ausgangsgröße des Reglers 116 wird
dann in einer Additionsstelle 120 zum Füllungssollwert rlsol addiert.
Dieser wird dadurch, daß nur
Negativwerte addiert werden, reduziert auf das Signal rlsolk. Die
Auswirkung dieser Maßnahme
ist, daß der
Drosselklappensollwert wdksol und damit die Drosselklappenstellung
selbst reduziert wird, so lange, bis das Istmoment miist wieder
gleich oder kleiner als das Sollmoment misol_l ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
wird das Istmoment für
den Vergleich des Begrenzungsreglers aus dem Signal des Heißfilmluftmassenmessers
berechnet, es kann jedoch in beliebiger anderer Weise, z. B. aus dem
Signal eines Saugrohrdrucksensors berechnet werden.
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Eine
ergänzende
bzw. in anderen Ausführungsbeispielen
alternative Vorgehensweise ist in 3 dargestellt.
Durch die dortige Maßnahme
werden Fehlerfälle,
die zu einem unerwünschten
Eingriff der Momentenüberwachung
und somit zu einem unerwünschten
Abschalten der Kraftstoffzufuhr führen, beherrscht.
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Prinzipiell
wird ein Vergleich zwischen zwei Luftmassensignalen durchgeführt, zwischen
dem Luftmassensignal hfm bzw. msist, welches vom Luftmassensensor
ermittelt wird, und dem aus der Drosselklappenstellung wdk ermittelten
Luftmassensignals msdk. Letzteres wird unter Verwendung der Drosselklappenventilkennlinien,
sowie Parameter im Saugrohr, wie Ansauglufttemperatur und das Druckverhältnis über der
Drosselklappe, bestimmt (Saugrohrmodell). Das Vergleichsergebnis
wird dazu benutzt, das maximal zulässige Moment mizul abzusenken,
somit gegebenenfalls den Sollwert für die Füllung zu reduzieren, um den
Abstand zum Kennfeld des zulässigen
Moments, das ggf. eine Kraftstoffabschaltung auslöst, zu vergrößern.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird ein Integrator eingesetzt, dem die Differenz zwischen den beiden
Luftmassensignalen zugeführt
wird. Dieser Integrator ist auf Minimal- und Maximalwerte begrenzt. Befindet
sich der Integrator noch nicht am Anschlag, korrigiert er eines
der Luftmassensignale derart, daß die Differenz zwischen den
Luftmassensignalen Null ist. Ist der Integrator jedoch an einem
seiner Anschläge,
was nur bei einem Fehler der Fall sein kann, wird die Differenz
zwischen den Luftmassensignalen groß. Sie wird dann zum Ausfiltern
kurzzeitiger Abweichungen durch einen Tiefpaß zur Bildung eines Korrekturfaktors
für das
maximal zulässige
Drehmoment mizul bzw. den Sollwert misol_l für die Füllung herangezogen. Der Korrekturfaktor
Fmizul wird auf die folgende Weise berechnet: Fmizul
= FWRED × mshfm/(mshfm
+ dms) dabei ist FWRED ein Faktor zur Wichtung der Momentenabsenkung,
mshfm das Luftmassensignal eines Luftmassensensors, zum Beispiel
eines Heißfilmsensors
und dms die Differenz zwischen diesem Signal und dem aus der Drosselklappenstellung
abgeleiteten Luftmassensignal msdk.
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Das
zulässige
Drehmoment wird auf diese Weise in einem bestimmten Maße herabgesetzt, wenn
aus dem Vergleich der beiden Luftmassensignale eine Differenz resultiert
und daher ein Fehler im System vorhanden sein muß.
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Ergänzend wird
das zulässige
Moment abgesenkt für
den Fall, daß ein
Fehler des HFM-Signals E_hfm erkannt wurde und ein Ersatzbetrieb über das aus
der Drosselklappenstellung berechnete Signal msdk erfolgt. Da in
diesem Fall die Istmomentenberechnung ungenauer ist, der Luftmassenvergleich
jedoch keine Differenz aufzeigt, da er auf dem gleichen Signal basiert,
wird auf einen festen Reduzierungsfaktor im Fehlerfall FMIZULE für das zulässige Moment
umgeschaltet. Diese Umschaltung kann auch in anderen Fehlerfällen erfolgen,
die zu größeren Toleranzen
der Momentenberechnung führen.
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In
vorteilhafter Weise wird die Systemverfügbarkeit erhöht bei Fehlern
im System, die zu erhöhten Toleranzen
der Momentenüberwachung
führen,
wobei das zulässige,
den Sollwert für
die Füllung
begrenzenden Momentenwert abgesenkt wird und so ein unerwünschtes
Auslösen
der Kraftstoffabschaltung durch den Momentenvergleich infolge des
zusätzlichen
Sicherheitsabstandes durch die frühzeitige Momentenbegrenzung
verhindert wird.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
ist in 3 skizziert. Dabei sind die bereits anhand von 2 beschriebenen
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Sie werden im
folgenden nicht näher
beschrieben.
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Aus
dem erfaßten
Stellungswert wdk der Drosselklappe wird in 200 unter Berücksichtigung
der Verhältnisse
im Saugrohr der über
die Drosselklappe zur Brennkraftmaschine fließende Luftmassenstrom msdk
berechnet (Saugrohrmodell). Dieser wird von dem vom Luftmassenmesser
gemessenen Luftmassenstrom mshfm abgezogen und die Differenz dms einem
Integrator 202 zugeführt,
der im Rahmen seiner Integratorfunktion ein Ausgangssignal erzeugt, welches
in 200 zur Korrektur des aus der Drosselklappenstellung
berechneten Luftmassenstroms msdk, beispielsweise durch Multiplikation
des Integratorstandes als Korrekturwert, verwendet wird. Der Integrator 202 ist
auf einen vorgegebenen Maximalwert MAX und einen vorgegebenen Minimalwert
MIN begrenzt. Die Luftmassendifferenz dms wird in einer Vergleichsstelle 204 gebildet.
Dabei wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Luftmassenistwert msist vom Luftmassenwert msdk abgezogen. In
anderen Ausführungsbeispielen
entspricht die Vergleichsstelle 204 einer anderen mathematischen
Beziehung, beispielsweise einer Verhältnisbildung oder einer Subtraktion
des Luftmassenistwertes vom Luftmassenwert msdk. Aus der Differenz
dms wird in 206 der Betrag gebildet. Dieser wird über ein
Filter 208, vorzugsweise ein Tiefpaßfilter, geführt und
zur Bildung der obengenannten Formel in der Additionsstelle 210 mit
dem Luftmassenwert des HFM mshfm addiert. Der Luftmassenwert mshfm
wird ferner im Dividierer 212 durch das Additionsergebnis
dividiert und daraus folgend mit dem gespeicherten, vorgegebenen
Wichtungsfaktor FWRED multipliziert (Multiplizierer 214).
Das Ergebnis Fmizul wird als Korrekturwert der Begrenzung 102 zugeführt, in
anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
zur Korrektur des Kennfeldes 104 verwendet oder zu einer
direkten Korrektur des maximal zulässigen Drehmoments mizul oder
der Sollfüllung
rlsoll z. B. durch Addition oder Multiplikation herangezogen.
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Ergänzend wird
beim Ersatzbetrieb im Fehlerfall des Luftmassenmessers, bei dem
der Schalter 216 statt mshfm das Signal msdk zur Bildung
von rlist im Block 110 zuschaltet, im Schalter 217 auf
einen festen Absenkungsfaktor FMIZULE für den Fehlerfall umgeschaltet.
Es ist auch denkbar, diesen Faktor zu wählen, wenn der Integrator 202 im
Anschlag ist.
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Auf
diese Weise erfolgt im Fehlerfall eine stärkere Begrenzung des Sollwertes
misol_l für
die Füllung,
so daß ein
unerwünschtes
Abschalten der Kraftstoffzufuhr vermieden wird. Die Kraftstoffzufuhr wird
dann nur noch in Fehlerfällen
abgeschaltet, in denen die geschilderten Begrenzungsmaßnahmen nicht
ausreichen.
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise
ist in den obigen Ausführungsbeispielen
anhand einer Füllungserfassung
auf der Basis einer Luftmassenmessung beschrieben worden. Sie wird
jedoch gleichermaßen
bei eine Füllungserfassung
auf der Basis eines gemessenen Saugrohrdrucksignals durchgeführt.
